Comunicato Stampa

La lontana Eris è la gemella di Plutone

Il pianeta nano misurato nei dettagli mentre oscura la luce di una debole stella.

26 Ottobre 2011

Alcuni astronomi hanno misurato per la prima volta con accuratezza il diametro del lontano pianeta nano Eris, cogliendo l'attimo in cui passava davanti ad una debole stella. L'evento è stato osservato alla fine del 2010 da alcuni telescopi in Cile, tra cui il telescopio belga TRAPPIST all'Osservatorio di La Silla dell'ESO. Le osservazioni mostrano che la dimensione di Eris è quasi perfettamente identica a quella di Plutone. Sembra che la superficie di Eris sia molto riflettente: ciò suggerisce che sia coperto uniformemente da un sottile strato di ghiaccio, probabilmente un'atmosfera ghiacciata. I risultati saranno pubblicati nel numero del 27 ottobre 2011 della rivista Nature.

Nel novembre del 2010 il remoto pianeta nano Eris è transistato davanti a una debole stella di fondo, un evento che viene chiamato occultazione. Questi eventi accadono raramente e sono difficili da osservare perchè il pianeta nano è  piccolo e molto lontano. Il prossimo evento di questo tipo in cui Eris sarà coinvolto non avverrà prima del 2013. Le occultazioni forniscono le più accurate, e a volte le uniche, misure della forma e delle dimensioni dei corpi lontani del sistema solare.

La stella candidata per l'occultazione è stata identificata studiando immagini ottenute con il telescopio da 2,2 metri dell'MPG/ESO all'Osservatorio di La Silla dell'ESO. Le osservazioni sono state pianificate con cura e svolte da un gruppo di astronomi provenienti da varie università (soprattutto francesi belgi spagnoli e brasiliani) che utilizzano -- tra gli altri -- il telescopio TRAPPIST [1] (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope, eso1023) anch'esso a La Silla.

"Osservare l'occultazione prodotta da minuscoli corpi del sistema solare che si trovano al di là di Nettuno richiede una grande precisione e attenta pianificazione. È il miglior modo di misurare la dimensione di Eris, senza recarsi sul luogo", spiega Bruno Sicardy, il primo autore dell'articolo.

Osservazioni dell'occultazione sono state pianificate in 26 diversi siti intorno al globo -- tra cui parecchi telescopi amatoriali -- che si trovavano sul cammino che l'ombra del pianeta nano avrebbe percorso, ma solo due sono stati in grado di osservare effettivamente l'evento, entrambi in Cile. Il primo luogo è stato l'Osservatorio di La Silla dell'ESO che utilizza il telescopio TRAPPIST e il secondo San Pedro di Atacama ove erano utilizzati due telescopi [2]. Tutti e tre gli strumenti hanno registrato l'improvvisa diminuzione di luminosità quando Eris ha oscurato la luce della stella distante.

Combinando le osservazioni dei due siti cileni si vede che Eris è quasi sferico. Questo tipo di misure registra con accuratezza la forma e la dimensione del corpo, se la presenza di grandi montagne non le influenza. È molto improbabile però che tali rilievi siano presenti in un grande corpo celeste ghiacchiato.

Eris è stato identificato nel 2005 come un corpo celeste di notevoli dimensioni nelle zone esterne del sistema solare. La sua scoperta è stata uno dei fattori che hanno portato nel 2006 alla definizione di una nuova classe di oggetti, detti pianeti nani, e alla riclassificazione di Plutone da pianeta a pianeta nano. Eris è al momento tre volte più lontano dal Sole di Plutone.

Mentre osservazioni precedenti, utilizzando metodi diversi, suggerivano che Eris fosse molto probabilmente più grande di Plutone di circa il 25%, con un diametro stimato intorno ai 3000 km, il nuovo studio prova che i due oggetti hanno praticamente la stessa dimensione. La nuova stima del diametro di Eris è di circa 2326 chilometri, con un'incertezza di 12 chilometri. Questa misura fa sì che la sua dimensione sia meglio conosciuta di quella della sua controparte più vicina, Plutone, che ha un diametro stimato tra 2300 e 2400 chilometri. Il diametro di Plutone è più difficile da misurare poichè la presenza di un'atmosfera rende i bordi impossibili da rivelare direttamente durante l'occultazione. Il moto del satellite di Eris, Disnomia [3] è stato usato per stimare la massa di Eris, che risulta circa il 27% più pesante di Plutone [4]. Utilizzando sia la massa che il diametro si può calcolare la densità di Eris, stimata in 2,52 grammi/cm3 [5].

"Questa densità implica che Eris sia probabilmente un grande oggetto roccioso coperto da un mantello di ghiacchio relativamente sottile", commenta Emmanuel Jehin, che ha partecipato allo studio [6].

Si è trovato anche che la superficie di Eris è molto riflettente, viene riflesso infatti circa il 96% della luce che cade sulla superficie (un'albedo visibile di 0.96 [7]). La riflettività è anche maggiore della neve fresca sulla Terra, rendendo Eris uno dei corpi più riflettenti del sistema solare, insieme alla luna ghiacciata di Saturno, Encelado. La luminosa superficie di Eris -- come si vede dallo spettro del pianeta -- è probabilmente composta da uno strato molto riflettente di ghiaccio, spesso meno di un millimetro, formato da azoto mescolato con metano congelato.

"Questo strato di ghiaccio potrebbe provenire dall'atmosfera di idrogeno o metano del pianeta nano che si condensa come brina sulla superficie quando il pianeta si allontana dal Sole nella sua orbita allungata e raggiunge un ambiente sempre più freddo", aggiunge Jehin. Il ghiaccio poi può tornare gassoso quando Eris si avvicina al perielio, il punto più vicino al Sole, a una distanza di circa 5,7 miliardi di chilometri.

Questo nuovo risultato permette agli astronomi anche di misurare la temperatura della superficie del pianeta nano. Le stime suggeriscono una temperatura per la parte di superficie rivolta al Sole di -238 gradi C al massimo, e un valore ancora inferiore per il lato notturno di Eris.

È straordinario quanto possiamo imparare di un oggetto piccolo e distante come Eris osservandolo con telescopi relativamente piccoli mentre passa davanti a una stellina. Cinque anni dopo la creazione di questa nuova classe di pianeti nani stiamo finalmente per conoscere uno dei suoi fondatori.", conclude Bruno Sicardy.

Note

[1] TRAPPIST è uno dei più recenti telescopi robotici installati all'Osservatorio di La Silla: inaugurato nel giugno 2010, ha uno specchio principale di soli 0,6 metri di diametro ed è dedicato soprattutto allo studio degli esopianeti e delle comete. Il telescopio è un progetto sponsorizzato dal Fondo belga per la Ricerca Scientifica (FRS-FNRS), con la partecipazione del Fondo nazionale svizzero per la Scienza, e viene controllato da Liège.

[2] I telescopi Caisey Harlingten e ASH2.

[3] Eris è la dea greca del caos e della discordia; Disnomia è la figlia di Eris e dea del malgoverno.

[4] La massa di Eris è di 1,66 x 10²² kg, che corrisponde a circa il 22% della massa della Luna.

[5] Per confronto, la densità della Luna è di 3,3 grammi/cm³ e quella dell'acqua è di 1.00 grammi/cm³.

[6] Il valore della densità suggerisce che Eris sia soprattutto composto da roccia (85%) con un piccolo contenuto di ghiaccio (15%). Quest'ultimo è probabilmente uno strato, di circa 100 chilometri, che circonda il grande nucleo roccioso. Questo spesso strato di acqua ghiacciata non deve essere confuso con la sottile atmosfera ghiacchiata sulla superficie di Eris che lo rende così riflettente.

[7] L'albedo di un ogetto rappresenta la frazione di luce caduta sull'oggetto che viene rimandata nello spazio invece che essere assorbita. Un albedo di 1 corrisponde a un bianco perfettamente riflettente, mentre 0 è un nero totalmente assorbente. Per confronto, l'albedo della Luna è solo 0.136, simile a quella del carbone.

Ulteriori Informazioni

Questa ricerca è stata presentata in un articolo che verrà pubblicato nel numero del 27 ottobre 2011 della rivista Nature.

L'equipe è composta da B. Sicardy (LESIA-Observatoire de Paris (OBSPM), CNRS, Université Pierre et Marie Curie (UPMC), Université Paris-Diderot (Paris 7), Institut Universitaire de France (IUF), Francia) , J. L. Ortiz (Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC), Spagna), M. Assafin (Observatório do Valongo/UFRJ (OV/UFRJ), Brasile), E. Jehin (Institut d'Astrophysique de ÌUniversité de Liège (IAGL), Belgio), A. Maury (San Pedro de Atacama Celestial Explorations, Cile), E. Lellouch (LESIA, CNRS, UPMC, Paris 7), R. Gil Hutton ( Complejo Astronómico El Leoncito (CASLEO) e San Juan National University, Argentina), F. Braga-Ribas (LESIA, CNRS, UPMC, Paris 7, Francia, e Observatório Nacional/MCT (ON/MCT), Brasile), F. Colas (OBSPM, IMCCE, UPMC, CNRS, Francia), D. Hestroffer (OBSPM, IMCCE, UPMC, CNRS, Francia), J. Lecacheux (LESIA-OBSPM, CNRS, UPMC, Paris 7, IUF, Francia), F. Roques (LESIA-OBSPM, CNRS, UPMC, Paris 7, IUF, Francia), P. Santos Sanz (LESIA-OBSPM, CNRS, UPMC, Paris 7, IUF, Francia), T. Widemann (LESIA-OBSPM, CNRS, UPMC, Paris 7, IUF, Francia), N. Morales (CSIC, Spagna), R. Duffard (CSIC, Spagna), A. Thirouin (CSIC, Spagna), A. J. Castro-Tirado (CSIC, Spagna), M. Jelínek (CSIC, Spagna), P. Kubánek (CSIC, Spagna), A. Sota (CSIC, Spagna), R. Sánchez-Ramírez (CSIC, Spagna), A. H. Andrei (OV/UFRJ, ON/MCT, Brasile), J. I. B. Camargo (OV/UFRJ, ON/MCT, Brasile), D. N. da Silva Neto (ON/MCT, Centro Universitário Estadual da Zona Oeste (UEZO), Brasile), A. Ramos Gomes Jr (OV/UFRJ, Brasile), R. Vieira Martins (OV/UFRJ, ON/MCT, Brasile, OBSPM, IMCCE, UPMC, CNRS, Francia), M. Gillon (IAGL, Belgio), J. Manfroid (IAGL, Belgio), G. P. Tozzi (INAF-Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italia), C. Harlingten (Caisey Harlingten Observatory, UK), S. Saravia (San Pedro de Atacama Celestial Explorations, Cile), R. Behrend (Observatoire de Genève, Svizzera), S. Mottola (DLR – German Aerospace Center, Germania), E. García Melendo (Fundació Privada Observatori Esteve Duran, Institut de Ciències de ÌEspai (CSIC-IEEC), Spagna), V. Peris ( Observatori Astronòmic, Universitat de València (OAUV), Spagna), J. Fabregat (OAUV, Spagna), J. M. Madiedo ( Universidad de Huelva, Facultad de Ciencias Experimentales, Spagna), L. Cuesta (Centro de Astrobiología (CSIC-INTA), Spagna), M. T. Eibe (CSIC-INTA, Spagna), A. Ullán (CSIC-INTA, Spagna), F. Organero ( Observatorio astronómico de La Hita, Spagna), S. Pastor (Observatorio de la Murta, Spagna), J. A. de los Reyes (Observatorio de la Murta, Spagna), S. Pedraz (Calar Alto Observatory, Centro Astronómico Hispano Alemán, Spagna), A. Castro (Sociedad Astronómica Malagueña, Centro Cultural José María Gutiérrez Romero, Spagna), I. de la Cueva (Astroimagen, Spagna), G. Muler (Observatorio Nazaret, Spagna), I. A. Steele (Liverpool JMU, UK), M. Cebrián (Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), Spagna), P. Montañés-Rodríguez (IAC, Spagna), A. Oscoz (IAC, Spagna), D. Weaver (Observatório Astronomico Christus, Colégio Christus, Brasile), C. Jacques (Observatório CEAMIG-REA, Brasile), W. J. B. Corradi (Departamento de Física – Instituto de Ciências Exatas – Universidade Federal de Minas Gerais (ICEx–UFMG), Brasile), F. P. Santos (Departamento de Física, ICEx–UFMG, Brasile), W. Reis (Departamento de Física, ICEx–UFMG, Brasile), A. Milone (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE-MCT), Brasile), M. Emilio ( Universidade Estadual de Ponta Grossa, O.A. – DEGEO, Brasile), L. Gutiérrez (Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Messico), R. Vázquez (Instituto de Astronomía, UNAM, Messico) & H. Hernández-Toledo (Instituto de Astronomía, UNAM, Messico).

L'ESO (European Southern Observatory) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 15 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Gran Bretagna, Italia, Olanda, Portogallo, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner europeo di un telescopio astronomico di concetto rivoluzionario, ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. L'ESO al momento sta progettando l'European Extremely Large Telescope o E-ELT (significa Telescopio Europeo Estremamente Grande), della classe dei 40 metri, che opera nell'ottico e infrarosso vicino e che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

Links

• immagini di La Silla
• articolo su TRAPPIST nel numero di settembre 2011 del Messenger dell'ESO
• pagina web di TRAPPIST
• Sequenza dell'occultazione osservata dal telescopio TRAPPIST
• Risultati dell'osservazione effettuata dal telescopio Caisey Harlingten di 50cm a San Pedro di Atacama

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